KR102026937B1 - 자동 목재 재단 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목재의 재단 과정을 전자동 또는 반자동 및 수동 중 어느 하나의 방식으로 선택해서 수행 가능한 목재 재단 장치에 관한 것으로서, 슬릿이 길게 형성되는 테이블(10)과, 메인 톱(4311)과, 메인 톱(4311)을 슬릿으로 돌출 또는 하강시키는 승강기구와, 슬릿을 따라 메인 톱(4311)을 전진 또는 후진시키는 수평이동기구로 이루어지는 수동 재단 모듈과, 목재를 슬릿의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전진 또는 후진시키는 목재 견인 기구와, 목재 견인 기구를 상기 승강기구 및 수평이동기구와 연동시키는 제어기와, 목재 재단 수치 및 수량을 입력받아 제어기로 전달하는 터치 패널(70)로 이루어지는 자동 재단 모듈(50) 및, 상기 수동 재단 모듈에 설치되어 목재 견인 기구의 가변을 안내하는 자동 모듈 프레임(60)으로 구성됨으로써, 일정한 치수만큼 목재 견인 기구가 전진한 뒤 메인 톱(4311)이 목재를 절단하는 과정이 터치 패널(70)에 입력된 치수와 횟수만큼 반복되어, 목표 치수의 목재가 목표 수량만큼 자동 배출되는 수동 및 자동 겸용 목재 재단 장치를 제공하고자 한다.

Description

자동 목재 재단 시스템{Automatic wood slitting machine system}

본 발명은 다품종 소량 품목의 목재 생산이 전자동으로 수행 가능한 목재 재단 시스템에 관한 것이다.

목재 재단 장치에 대한 기술은 최근 지속적으로 발전하여, 목재를 자동으로 이동 및 적재시키는 기술과, 목재 재단 과정에서 작업자의 손이 보호될 수 있게 톱이 노출되지 않으면서 동시에 목재가 재단 과정 중에 고정될 수 있는 클램프 기술이 개발되고 있다.

또한 목재 재단 과정에서 톱밥이 날리지 않게 톱밥과 먼지를 흡입시키는 기술도 다각도로 개발되고 있어, 목재 재단의 전 과정이 안전하면서도 자동으로 이루어질 수 있게 변화되고 있다.

특히 대형 가구 제조 공장을 제외하고는 다품종 소량 생산이 주류인 목재 가공 산업에서, 궁극적으로 필요한 기술은 서로 다른 사이즈를 가지는 복수개의 목재가 단 한 번의 자동화 과정에서 모두 생산 가능한 시스템에 관한 기술이다. 그러나 이에 관한 종래기술은 현재로서는 찾아보기 힘든 실정이다.

또한 목재 재단 장치를 자동화할 경우 두 가지 문제가 있다. 첫째는 톱날이 서로 직각 방향으로 각각 별개로 설치되지 않는 이상 자동 절단은 가로 또는 세로 중 어느 한 방향으로만 이루어지므로, 재단 과정에서 목재를 수동으로 90도 만큼 회전시키는 과정이 수반될 수밖에 없는데, 종래의 자동 목재 재단 장치는 동시에 여러 장의 절단을 가능케 하고자 하는 데에만 초점이 맞추어짐으로써, 원하는 사이즈를 원하는 수량만큼 가공하지 못하고 이미 설치된 톱날 개수만큼의 수량만을 얻을 수 있는 문제가 있다.

따라서 대형 가구 제조업체를 제외한다면 다품종 소량 생산이 주류인 목재 가공 산업에서 서로 다른 사이즈를 가지는 복수개의 목재가 모두 전자동으로 생산 가능함으로써 비숙련공도 신속하고 정확하게 다품종 소량 생산의 요청을 소화 해 낼 수 있는 기술을 개발하는 것이 목재 가공 산업에서 당면한 가장 중요한 기술이라 할 수 있다.

또한 기존의 목재 재단 기술 숙련공은 수동 장비를 사용해도 자동 못지않은 속도와 정확도로 목재 재단 작업을 수행할 수 있지만, 자동 장비를 사용하는 작업자에게는 수동 장비가 불편하고 비효율적일 수 있다. 그렇다고 자동 장비와 수동 장비를 별도로 마련한다면 상당한 고정 비용과 설치 면적이 소요되는 문제가 있다.

따라서 하나의 목재 재단 설비에 자동과 수동 작업이 모두 가능할 수 있게 구현된 기술이 요청되나 현재로서는 찾아보기 힘든 실정이다.

관련된 종래기술인 도 1에 도시된 공개특허공보 특2001-0008345호(공개일자: 2001. 02. 05)를 살펴보면, 판형상의 플레이트에 의해 내부에 공간이 형성되는 체인하우징(210)이 프레임(100)의지지 바(110)를 통과하게 배치되고, 지지 바(110)를 중심으로 전면 측과 후면 측으로 각각 체인하우징(210)의 양 측 단이 적정길이 돌출되어, 전면으로는 절단하고자 하는 목재(W)가 진입되고, 타 측(후면)으로는 절단된 목재(W)가 배출되는 구조를 가진다. 여기서 체인하우징(210)에 설치되는 체인(211)은 모두 동일 회전비로 구동되고, 목재가 절단회전칼날(310)로 이송된다.

그런데 상기 종래기술에서는 목재의 이송과 톱날의 위치 조정은 자동으로 이루어지지만, 이는 한 장의 목재 재단 과정에 대한 것일 뿐이며 여러 장의 목재를 자동으로 재단하는 수단은 구비되지 않아 종래의 수동 목재 재단 장치에 비해 수율 차이가 미미한 문제가 있다.

한편, 재단되는 목재는 두께가 다양하고, 재질도 다양하므로, 때로는 절단 과정에서 톱에 과도한 부하가 걸릴 때가 있다.

이 과정에서 톱을 회전시키는 모터의 힘으로 계속 절단이 이루어질 경우에는 문제가 없으나, 과도한 부하로 인하여 톱이 정지될 경우 모터의 회전이 강제로 정지됨으로써, 모터에 고장이 발생될 수 있다.

이처럼 과도한 부하가 걸릴 때 마다 모터에 치명적인 손상이 발생되거나 모터에 고장이 발생될 경우, 그로 인한 작업 중단과 모터 교체에 따르는 비용 및 시간의 손실 때문에 상당한 손해가 발생될 수 있어 목재 절단 장치의 기술 발전의 효과를 감쇠시키는 결과가 초래된다.

이러한 문제를 방지시키기 위해서는 과부하가 걸릴 때 자동으로 모터가 정지되는 센서와 차단 장치가 설치될 수 있으나, 센서의 오동작 또는 정상 절단 과정 중의 속도 변화로 인한 센서의 동작으로 인해 수시로 모터가 정지됨으로 인하여, 작업 시간의 손실뿐만 아니라, 다시 목재를 세팅하는데 따른 시간 손실도 발생되며, 또한 센서와 차단 장치의 제조 구입 및 설치비용이 추가로 발생될 수 있어 문제이다.

이 경우 모터의 회전 방지가 전자적인 방식이 아닌 기계적인 방식으로 이루어질 수 있다면 설치비용도 더 저렴하면서 신뢰도가 더 향상될 수 있으며, 특히 과도한 힘이 걸려 톱이 정지될 수 있는 상황에서 톱이 자동으로 하강될 수 있다면 가장 안전하게 모터의 보호가 이루어질 수 있으면서 간편한 반복 세팅이 가능해질 수 있다.

이와 관련된 종래기술을 살펴보면 도 2에 도시된 종래기술인 공개특허공보 제20-2012-0000861호(공개일자: 2012. 02. 06) '목재패널 절단장치'를 들 수 있다.

상기 종래기술은 다수개의 레그(12)에 지지되어 지면에서 일정거리 이격된 상태로 설치되며 중앙으로 장공(14)이 형성된 테이블(10)과, 테이블(10)에 위치하는 목재패널(1)을 절단하는 커팅수단(20) 그리고 목재패널(1)을 상기 커팅수단(20)으로 안내하는 슬라이더(30)로 구성되되, 커팅수단(20)을 구성하는 모터(22) 아래에는 모터(22)를 지지한 상태에서 좌, 우 왕복 이동하는 수평이동수단(40)이 설치되고, 목재패널(1)의 절단 폭 조정시, 핸들(48)을 어느 한 방향으로 돌려주면 리드 스크루(46)가 회전하게 되고, 이에 따라 분할 넛(44)을 리드 스크루(46)의 외경에 형성된 나사산(46a)을 타고 이동하며 모터(22)를 받쳐주고 있는 수평왕복대(42)를 좌, 우 방향으로 이동시킴으로서 커터(24)의 위치를 조정할 수 있게 되어, 목재 패널의 절단 폭을 함께 조정할 수 있어 사용이 편리한 효과가 있다.

다만 상기 종래기술은 커팅수단(20)의 높이 조절 수단은 있지만, 톱이 회전되지 못할 정도의 부하가 걸릴 때 자동으로 톱을 하강시키는 구성을 가지지 못하여, 모터가 보호되지 못하는 문제가 있다.

따라서 목재 재단 과정 중에서 톱이 목재 절단을 더 이상 진행하지 못할 정도의 부하가 걸리는 상황에서 톱을 억지로 진행시킬 때 발생될 수 있는 모터 파손 또는 고장 발생이 예방될 수 있게 톱이 일정한 저항력을 받으면 자동으로 하강될 수 있는 수단이 간단한 구성으로 구현될 수 있는 목재 재단 시스템에 대한 기술이 절실히 요청된다.

공개특허공보 특2001-0008345호(공개일자: 2001. 02. 05)

공개특허공보 제20-2012-0000861호(공개일자: 2012. 02. 06)

이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 서로 다른 사이즈를 가지는 복수개의 목재 생산이 한 번의 공정에서 전자동으로 수행 가능함으로써 비숙련공도 신속하고 정확하게 다품종 소량 생산을 실현시킬 수 있으면서, 또한 기존의 숙련공들을 위해 자동과 반자동 또는 수동 조작이 선택될 수도 있고, 또한 목재 재단 과정 중에서 톱이 목재 절단을 더 이상 진행하지 못할 정도의 부하가 걸리는 상황에서 톱을 억지로 진행시킬 때 발생될 수 있는 모터 파손 또는 고장 발생이 예방될 수 있게 톱이 일정한 저항력을 받으면 자동으로 하강될 수 있는 수단이 간단한 구성으로 구현될 수 있는 목재 재단 시스템을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 목재 재단 시스템은 슬릿이 길게 형성되는 테이블(10)과, 메인 톱(4311)과, 메인 톱(4311)을 슬릿으로 돌출 또는 하강시키는 승강기구와, 슬릿을 따라 메인 톱(4311)을 전진 또는 후진시키는 수평이동기구로 이루어지는 수동 재단 모듈과, 목재를 슬릿의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전진 또는 후진시키는 목재 견인 기구와, 목재 견인 기구를 상기 승강기구 및 수평이동기구와 연동시키는 제어기와, 목재 재단 수치 및 수량을 입력받아 제어기로 전달하는 터치 패널(70)로 이루어지는 자동 재단 모듈(50) 및, 상기 수동 재단 모듈에 설치되어 목재 견인 기구의 가변을 안내하는 자동 모듈 프레임(60)으로 구성됨으로써, 일정한 치수만큼 목재 견인 기구가 전진한 뒤 메인 톱(4311)이 목재를 절단하는 과정이 터치 패널(70)에 입력된 치수와 횟수만큼 반복되어, 서로 다른 사이즈를 가지는 목재가 각 사이즈마다 원하는 수량만큼 전자동 과정으로 배출된다.

여기서 상기 화상 터치 패널(70)에는 바람직하게는 자동 재단 모듈(50)의 작동 여부를 선택할 수 있는 터치 메뉴가 구비된다.

그리고 상기 목재 견인 기구는 바람직하게는 목재의 단부를 파지하는 견인 클립(53)과, 견인 클립(53)이 안착되며 슬릿 방향으로 전진하거나 후퇴하는 가변 판(52)과, 가변 판(52)에 회전 가능하게 설치되며 슬릿에 평행하게 배치되는 구동 샤프트(55)와, 구동 샤프트(55) 양 단에 설치되는 피니언 기어(56)와 자동 모듈 프레임(60)에 설치되는 랙 기어(57)로 이루어지는 가이드부재 및, 상기 제어부와 연결되어 제어부의 명령에 따라 구동 샤프트(55)를 회전시키는 서보 모터(54)로 구성된다.

이 경우 상기 견인 클립(53)은 바람직하게는 목재를 파지하는 집게발이 슬릿을 향하여 배치되고, 복수개의 견인 클립(53)이 슬릿 길이 방향에 평행하게 병렬로 배치되며, 공압 유닛으로 동시에 구동됨으로써, 목재를 동시에 파지하거나 해제한다.

한편 상기 수동 재단 모듈은 바람직하게는 슬릿이 형성된 테이블(10)과, 슬릿 상부에 길게 형성되며, 슬릿을 향하여 승강되는 클램프(20)와, 슬릿의 측면에 슬릿과 평행하게 길게 형성되며, 슬릿과의 거리가 가변되게 설치되는 하나 이상의 조깃대(30)와, 메인 톱(4311)과, 메인 톱(4311) 모터로 이루어지는 톱 어셈블리와, 상기 톱 어셈블리가 내장되는 모터박스(40)와, 메인 톱(4311) 상부를 슬릿 상단으로 돌출시키는 상기 승강기구와, 톱 어셈블리를 슬릿을 따라 수평 이동시키는 톱 어셈블리 수평이동모듈 및, 상기 메인 톱(4311)을 단독으로 승강시키되, 메인 톱(4311)을 일정한 힘으로 지지시킴으로써, 메인 톱(4311)이 상기 수평이동모듈로 인해 슬릿 상부를 수평이동하면서 목재를 절단할 때, 목재로부터 일정한 힘 이상의 저항을 받으면 메인 톱(4311)이 슬릿 하부로 밀려 내려가면서 목재 저면과의 마찰력으로 공회전 되게 지지시키는 메인 톱(4311) 지지 모듈로 이루어진다.

여기서 상기 톱 어셈블리에는 바람직하게는 메인 톱(4311)과 함께 회전되는 메인 회전축(4312)이 설치되고, 메인 톱(4311) 모터에는 메인 톱(4311) 모터로 회전 구동되는 메인 모터 휠(411)이 설치되며, 메인 모터 휠(411)과 메인 회전축(4312)은 메인 풀리(421)로 연결되어 연동 회전되고, 상기 일정한 힘 이상의 저항을 목재로부터 받음으로써, 메인 톱(4311)이 슬릿 하부로 밀려 내려가면서 메인 모터 휠(411)과 메인 회전축(4312) 간의 거리가 감소되면, 메인 풀리(421)의 장력이 소멸되면서 메인 회전축(4312)과 메인 모터 휠(411) 간의 회전운동 전달이 단절된다.

이 경우 상기 메인 회전축(4312)에는 바람직하게는 메인 회전축(4312) 양단 사이에서 메인 회전축(4312)을 감싸는 축 하우징(4313)이 설치되고, 축 하우징(4313)의 내주면과 메인 회전축(4312)의 외주면 사이에는 베어링이 설치되어, 축 하우징(4313)이 고정된 상태에서 메인 회전축(4312)의 자유 회전이 가능하게 배치되며, 메인 풀리(421)는 축 하우징(4313)의 일단으로부터 돌출되어 노출된 메인 회전축(4312)의 일 측에 감기고, 메인 톱(4311)은 축 하우징(4313)의 타단으로부터 돌출되어 노출된 메인 회전축(4312)의 타 측에 설치되어 메인 회전축(4312)과 함께 회전된다.

또한 상기 메인 톱(4311) 지지 모듈은 바람직하게는 상기 축 하우징(4313) 하부에 설치되어 축 하우징(4313)을 공기압 또는 유압으로 일정한 힘으로 밀어 올려 지지시킨다.

그리고 상기 메인 톱(4311) 지지 모듈은 바람직하게는 축 하우징(4313) 저면에 접촉되는 승강판(441)과, 승강판(441) 저면에 설치되어 승강판(441)을 승강시키는 에어실린더(451)로 이루어진다.

이때 상기 모터 박스 내부에는 바람직하게는 양 측에 수직 기둥 형상의 프레임(401)이 설치되고, 상기 승강판(441)을 회전 지지시키는 승강판 샤프트(442)와, 에어실린더(451)를 회전 지지시키는 실린더 샤프트(452)가 모두 메인 회전축(4312)과 서로 평행하게 수평으로 설치되며, 에어실린더(451)에서 인출 또는 후퇴 되는 피스톤 로드(453)가 승강판(441) 저면을 상기 일정한 힘으로 지지시킨다.

특히 바람직하게는 상기 승강판 샤프트(442)의 저면에는 상기 피스톤 로드(453)와 연동되는 연동 암(443)이 돌출 형성되고, 피스톤 로드(453)의 말단과 연동 암(443)의 말단을 모두 수평으로 관통하여 연결시키는 연동 축(444)이 설치되어, 피스톤 로드(453)가 인출되면 연동 암(443)과 피스톤 로드(453)가 이루는 각이 증가하면서 승강판(441)이 상승하고, 피스톤 로드(453)가 후퇴하면 연동 암(443)과 피스톤 로드(453)가 이루는 각이 감소되면서 승강판(441)이 하강된다.

본 발명에 따른 자동 목재 재단 시스템은 서로 다른 사이즈를 가지는 복수개의 목재 생산이 한 번의 공정에서 전자동으로 수행 가능함으로써 비숙련공도 신속하고 정확하게 다품종 소량 생산을 실현시킬 수 있으면서, 또한 기존의 숙련공들을 위해 자동과 반자동 또는 수동 조작이 선택될 수도 있고, 또한 목재 재단 과정 중에서 톱이 목재 절단을 더 이상 진행하지 못할 정도의 부하가 걸리는 상황에서 톱을 억지로 진행시킬 때 발생될 수 있는 모터 파손 또는 고장 발생이 예방될 수 있게 톱이 일정한 저항력을 받으면 자동으로 하강될 수 있는 수단이 간단한 구성으로 구현될 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 1b는 종래기술을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 전체 사시도,
도 3은 도 2의 측면도,
도 4는 도 2에서 수동 재단 모듈만의 사시도,
도 5는 도 2에서 자동 재단 모듈만의 사시도,
도 6은 도 5에서 견인클립을 부분 확대한 사시도,
도 7a는 터치 패널에서 자동운전 모드가 현출된 사진,
도 7b는 터치 패널에서 반자동운전 모드가 현출된 사진,
도 7c는 터치 패널에서 수동운전 모드가 현출된 사진,
도 8은 본 발명에 따른 자동 목재 재단 시스템에서 모터박스의 정단면도,
도 9는 도 8의 부분 사시도,
도 10a 내지 10c는 메인 톱(4311)이 하강되는 원리를 작동 순서대로 나타내는 측단면도,
도 11은 도 10a 내지 도 10c를 단순화 시켜 표현한 개념도,
도 12는 도 10a 내지 도 10c에서 모터 회전 운동 전달이 차단되는 원리를 나타내는 개념도,

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동 목재 재단 시스템은 수동 재단 모듈과, 자동 재단 모듈(50) 및, 자동 모듈 프레임(60)으로 이루어진다. 특히 테이블(10)에 형성되어 메인 톱(4311) 이동을 위한 통로가 되는 슬릿(미도시)을 기준으로 하여 어느 한 쪽에는 수동 재단 모듈이 설치되고, 나머지 한 쪽에는 자동 재단 모듈(50)이 설치됨으로써 수동과 자동 조작이 서로 전혀 간섭 없이 선택 가능하며, 또한 원하는 사이즈를 가지는 목재가 원하는 수량만큼 자동으로 제작 가능함으로써, 진정한 목재 자동 제작이 가능하다.

참고로 슬릿은 도 2 및 도 4와 도 5의 사시도에서는 클램프(20)에 가려져서 노출되지 않는 부위에 있어 도면상으로 드러나지는 않으나, 슬릿은 클램프 바 지지 프레임(23)의 수직 하부에 클램프 바 지지 프레임(23)의 길이방향을 따라 테이블(10)에 일직선으로 홈이 형성되어 이루어진다. 클램프 바(22)가 클램프 바 지지 프레임(23)의 수직 하부에 설치되어 클램프 바 지지 프레임(23)으로 지지되면서 승강동작을 하므로 슬릿은 또한 클램프 바(22)의 수직 하부에 형성된다.

수동 재단 모듈은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 슬릿이 길게 형성되는 테이블(10)과, 메인 톱(4311)과, 메인 톱(4311)을 슬릿으로 돌출 또는 하강시키는 승강기구와, 슬릿을 따라 메인 톱(4311)을 전진 또는 후진시키는 수평이동기구로 이루어진다.

여기서 수동 재단 모듈에는 피 가공 목재(P)의 재단이 용이하게 이루어지도록 절단 순간에 원하는 위치에 목재를 고정시키는 조깃대(30)('규준대' 라고도 하며 이하에서는 '조깃대(30)'라 칭하기로 함)가 설치될 수 있다.

조깃대(30)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 다양한 재단 수치에 맞출 수 있게 슬릿 방향으로 가까워지거나 또는 멀어지도록 가변될 수 있다. 이러한 조깃대(30)의 가변은 피 가공 목재(P)가 절단되는 순간에 피 가공 목재(P)를 고정시키기 위한 클램프(20)에 고정 설치되는 가이드 봉(33)을 따라 가변되는 활주대(34-1)와 연결됨으로써 가능하다. 따라서 조깃대(30)는 수동으로 가변되지만 최소한의 동작으로 부드럽게 활주하는 형태로 이동된다.

보다 구체적으로, 도 4에 도시된 측면도를 참조하여 설명하기로 한다. 여기서 조깃대(30)의 가변 동작은 클램프(20)와의 유기적인 연결 및 결합으로 인해 가능하므로 먼저 클램프(20)에 대해 상세하게 설명한 후 조깃대(30)의 가변 동작 원리를 설명한다.

먼저 클램프(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 슬릿의 길이방향을 따라 슬릿의 수직 상부에 설치되면 전체적으로 육교와 유사한 형상으로 형성되는 클램프 바 지지 프레임(23)과, 클램프 바 지지 프레임(23)의 수직 하부에 설치되어 승강 동작을 하는 클램프 바(22) 및, 클램프 바(22)를 승강 구동시키는 클램프 승강기 실린더(21)로 이루어진다.

여기서 클램프 바(22)는 클램프 바(22)가 하강하여 목재를 압착시킬 때 메인 톱(4311)이 통과할 수 있도록 클램프 바(22)의 저면에는 슬릿과 유사한 형태의 홈(미도시)이 슬릿과 동일한 위치의 수직 상부에 형성된다. 또한 클램프 바(22)의 저면에 형성되는 홈(미도시)은 슬릿 보다 더 넓게 형성되어 메인 톱(4311)의 이동을 위한 통로로 제공될 뿐만 아니라 피 가공 목재(P)의 절단 과정에서 발생되는 톱밥이 클램프 바(22) 저면의 홈으로 흡입되어 별도로 마련되는 집진 박스(미도시)에 수집될 수 있다.

이와 같이 톱밥의 포집 작용이 피 가공 목재(P)를 압착시키는 클램프 바(22)로 수행됨으로써, 톱밥 포집을 위한 별도의 흡입 기구가 클램프(20)와 독립적으로 마련될 필요가 없으며, 또한 톱밥 포집 작용을 하는 별도의 기구가 마련될 경우에 발생될 수 있는 간섭의 문제도 발생되지 않는 장점이 있다.

그리고 클램프 바(22)의 승강 동작을 지지하는 육교 형태의 클램프 바 지지 프레임(23)은 양 측의 내주면이 클램프 바(22)의 승강 동작 시 가이드 작용을 하며, 클램프 바(22)의 승강 동작을 안정되게 지지하기 위해 테이블(10)에 견고하게 고정된 상태이다. 그리고 클램프 바(22)의 일측 외면은 도 2에 도시된 바와 같이 메인 톱(4311) 전진 및 비상 정지 스위치와 메인 톱(4311) 전진 속도 조절 노브 등으로 구성되는 긴급 제어 패널(24)이 설치된다. 도 2 내지 도 5에서는 클램프 바(22)의 일측 외면이 경사진 형태로 형성되나, 반드시 도면의 형태로만 형성되는 것은 아니다.

클램프 바 지지 프레임(23)은 견고하게 고정된 상태이므로 도 3의 측면도를 기준으로 볼 때 클램프 바 지지 프레임(23)의 좌측 편에 가이드 봉(33)이 설치된다. 가이드 봉(33)은 일단은 클램프 바 지지 프레임(23)에 고정되고 타단은 가이드 봉 지지대(35)에 고정된다.

가이드 봉(33)은 가이드 봉(33)을 타고 활주하는 형태로 전진 또는 후진되는 활주대(34-1)를 안내하는 작용을 한다. 활주대(34-1)는 고정 연결 바(36)로 조깃대 현수 바(34-2)와 고정 결합되므로, 활주대(34-1)가 전진 또는 후진함에 따라 조깃대 현수 바(34-2)도 함께 전진 또는 후진한다.

또한 조깃대(30)는 조깃대 승강 실린더(31)와 승강 실린더 지지 관절로 인해 조깃대 현수 바(34-2)와 연결되며, 조깃대 승강 실린더(31)의 동작으로 승강 이동을 한다. 따라서 피 가공 목재(P)가 도 2 내지 도 4를 기준으로 할 때 우측에서 투입되어 좌측까지 넘어가는 동안 상승 해 있다가 피 가공 목재(P)를 원하는 치수로 자르고자 할 때 피 가공 목재(P)의 우측 편에 하강되어 직각을 맞춰 주면서 원하는 치수를 고정시켜줄 수 있다. 따라서 원하는 치수로 피 가공 목재(P)가 배치되면 클램프 바(22)를 하강시켜 목재의 위치를 유지시키면서 조깃대(30)는 상승시킬 수 있다.

특히 이 경우 조깃대(30)와 함께 전진 또는 후진하는 조깃대 현수 바(34-2)와 활주대(34-1)의 위치를 후술하게 될 터치 패널(70)로 조절시킬 수도 있다. 이때 활주대(34-1)의 가변 동작을 구동시키기 위한 공압 구동 기구(미도시)가 설치될 수 있고 터치 패널(70)에 원하는 수치를 입력시킬 경우 터치 패널(70)의 입력 정보를 받는 제어부가 상기 공압 구동 기구(미도시)가 입력받은 수치의 위치로 조깃대(30) 및 조깃대 현수 바(34-2)가 이동될 수 있게 제어시킨다.

이로써 숙련공은 피 가공 목재(P)를 테이블(10)에 설치될 수 있는 눈금 자에 맞춰 재단할 수도 있고, 비숙련공이라도 조깃대(30)를 수동으로 원하는 위치로 이동시켜 수동으로 목재가 재단되게 만들 수 있다. 다만 이 과정은 수동이므로 후술하게 될 자동 재단이 이루어지게 만드는 모듈의 작용과는 다르다.

상기에서 설명된 수동 동작의 제어는 도 3에 도시된 수동 제어 패널(80)로 이루어진다. 다만 수동 제어 패널(80)로 조작하는 경우라도 클램프 바(22)의 하강과 메인 톱(4311) 상승 과정은 동시에 이루어질 수 있다.

또한 수동운전은 수동 제어 패널(80) 뿐만 아니라, 도 7c 사진에 나타난 바와 같이 터치 패널(70)로도 이루어질 수 있다. 후술하는 바와 같이 터치 패널(70)은 자동운전 상황과 수동운전 상황 및 반자동 운전상황에서 서로 다른 메뉴가 뜨도록 선택될 수 있다. 이 경우 작업자는 도 7c와 같이 터치 패널(70)로 운전 조작을 할 수도 있고, 또는 선택적으로 수동 제어 패널(80)으로 운전 조작할 수도 있다.

자동 재단 모듈(50)의 작동은 도 5에 도시된 바와 같이 피 가공 목재(P)가 견인 클립(53)으로 파지된 상태로 일단 슬릿에서 멀어지는 방향으로 이동했다가 다시 슬릿을 향하여 입력된 수치만큼 전진했다가 멈추기를 반복하며, 이때 피 가공 목재(P)가 멈춘 순간에 메인 톱(4311)이 슬릿 상부로 돌출하여 피 가공 목재(P)를 절단하게 된다.

여기서 가장 중요한 점은 두 가지로서, 첫째는 견인 클립(53)이 피 가공 목재(P)를 파지한 상태에서 견인 클립(53)이 안착된 가변 판(52)의 이동이 가변 판(52) 양 단에 설치된 랙 기어(57)와 피니언 기어(56)로 이루어지므로 정밀한 이동이 가능하면서도 가변 판(52) 양단 저면이 하부 레일(59)로 지지됨과 동시에 안내되므로 부드러운 동작이 가능하다는 점이고, 둘째는 피 가공 목재(P)의 공급 방향이 도 2 및 도 5를 기준으로 볼 때 왼쪽에서 중심을 향하므로 슬릿 및 클램프(20)의 길이방향에 직각이어서 원하는 치수의 목재가 원하는 수량만큼 배출될 수 있다는 점이다.

앞서 언급된 바와 마찬가지로 종래의 자동 목재 재단 장치는 원하는 사이즈의 재단 과정 자체가 자동으로 이루어지는 데 초점이 맞추어지므로 메인 톱(4311)이 전진 또는 후진 방향이 아니라 좌우 이동 방향으로도 가변 가능하도록 구현하는 데에 주안점이 있으나, 본 발명에 따른 자동 목재 재단 시스템에서는 서로 다른 수치의 원하는 사이즈 목재가 복수개로 자동 배출될 수 있는 구조를 가지며, 이는 슬릿의 길이 방향과 자동 재단 모듈(50)의 목재 공급 방향이 서로 직각을 이룸으로써 가능한 것이다.

목재의 재단은 대형 가구 공장이 아닌 이상 다품종 소량 생산이 주류이므로 서로 다른 다양한 사이즈의 목재를 일일이 수동이든 자동이든 세팅해서 생산하는 것은 상당한 시간이 요구되는 작업이며, 특히 비숙련공일수록 상당한 작업 시간이 요구된다. 하지만 본 발명과 같이 단 한 번의 세팅으로 복수개의 서로 다른 목재가 생산 가능한 경우 비숙련공일지라도 종래의 숙련공보다도 더욱 신속하고 정확하게 다품종 소량 생산의 구현이 가능하므로, 작업 공정의 간소화 및 공정 시간의 절약 면에서 비약적으로 효율적이며 이 점에서도 본 발명은 각별한 효과를 가진다.

특히 본 발명에서는 자동으로 복수개의 목재가 생산되되, 각 배출되는 목재가 모두 서로 다른 사이즈로 배출될 수 있게 조작될 수 있다. 이에 대해서는 후술하게 될 터치 패널(70)로 명령을 입력하는 단계에 대한 설명에서 보다 자세하게 기술하기로 한다.

이처럼 동일한 사이즈가 아닌 다양한 사이즈를 가지는 복수개의 목재 재단 및 배출 과정이 전자동으로 이루어질 수 있는 것은 바로 견인 클립(53)에 의한 목재의 투입 방향이 슬릿의 길이 방향에 대해 직각을 이루는 점과, 견인 클립(53)으로 파지된 목재의 투입 거리가 서보 모터(54) 및 랙 과 피니언 기어(56)로 정밀하게 제어되는 점으로 인한 것이다.

자동 재단 모듈(50)은 자동 모듈 프레임(60)에 설치되는데, 자동 모듈 프레임(60)은 또한 수동 재단 모듈과 자동 재단 모듈(50)이 하나의 목재 재단 시스템 안에 함께 설치될 수 있게 연동시키는 프레임의 역할을 한다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이 조깃대(30)의 가변을 지지 해 주는 가이드 봉 지지대(35)가 자동 모듈 프레임(60)에 고정 설치되고 또한 자동 재단 모듈(50)을 가변 시키는 피니언 기어(56)와 맞물리는 랙 기어(57)가 자동 모듈 프레임(60)의 내측 상부에 설치되기 때문이다.

한편, 도시되지는 않았지만 자동 재단 모듈(50)은 제어부로 제어된다. 제어부로 하여금 자동 재단 모듈(50)을 작동시키기 위한 명령의 입력은 도 2에 도시된 바와 같이 터치 패널(70)로 이루어진다.

터치 패널(70)은 화상에 나타난 메뉴를 터치함으로써 제어부(미도시)에 명령을 보내어 각 구성의 동작을 제어할 수 있게 제작된다.

터치 패널(70)로 도 7a에 도시된 바와 같이 자동 운전을 선택하여 자동 재단 모듈(50)을 작동시킬 수도 있지만, 터치 패널(70)에서 수동운전을 선택하면 도 7c에 도시된 바와 같이 수동 제어 패널(80)에서 선택할 수 있는 기능이 화상에 유사하게 현시되어 터치 패널(70)에 나타난 메뉴를 터치함으로써 수동 제어 패널(80)과 동일한 조작이 가능하다.

또한 터치 패널(70)은 도 7b에 나타난 바와 같이 자동운전 과정이 작업자의 선택에 따라 중단 또는 부분 진행 가능하도록 반자동 운전 모드로 선택될 수도 있다.

한편, 이하에서는 본 발명에서 피 가공 목재(P)의 강성과 두께로 인하여 메인 톱(4311)에 과부하가 걸리는 상황에서 메인 톱(4311)을 구동시키는 메인 모터의 손상이 최소화 될 수 있는 구성 및 작용에 대해 서술하기로 한다.

작업 테이블(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 절단 작업이 이루어지는 작업대이면서, 일정 부위에 메인 톱(4311)이 통과 가능한 슬릿(미도시)이 길게 형성되어 슬릿 상부로 메인 톱(4311)이 돌출된 상태에서 후술하게 될 수평이동모듈(미도시)로 메인 톱(4311)이 전진하면서 피 가공 목재(P)를 절단하게 된다.

클램프(20)는 슬릿 상부에 슬릿 길이 방향을 따라 길게 형성되는데, 절단 가공될 피 가공 목재(P)를 중심으로 하여 피 가공 목재(P) 저면에는 절단 방향을 따라 슬릿이 배치되고, 피 가공 목재(P) 상면에는 슬릿의 수직 상부에 일치되게 클램프(20)가 목재 상면에 압착되어 목재를 고정시킨다.

또한 클램프(20)는 목재 고정 작용 외에도 클램프(20)의 저면 중심에 슬릿과 동일한 위치에 가공 과정에서 발생되는 톱밥과 먼지를 흡입시키는 흡입 장공(미도시)이 형성된다. 또한, 메인 톱(4311) 상단은 흡입 장공(미도시)을 따라 이동되고, 클램프(20) 측면과 피 가공 목재(P) 상면은 밀착되므로, 작업자의 손이 메인 톱(4311)과 접촉될 수 있는 여지가 없어지게 되어 작업자의 손이 메인 톱(4311)부터 보호된다.

톱 어셈블리는 도 9에 도시된 바와 같이 메인 톱(4311)과 메인 톱(4311) 모터(미도시)로 이루어진다.

이 경우 톱 어셈블리에는 도 9에 도시된 바와 같이 추가적으로 보조 톱(4321)과, 보조 톱 모터가 더 설치될 수 있다.

모터박스(40)는 톱 어셈블리가 내장되는 함체이다.

그리고 승강모듈(미도시)과 수평이동모듈(미도시)은 모터박스(40)의 내부 또는 외부에 설치되어 톱 어셈블리를 상승시키거나 하강시켜 메인 톱(4311)이 작업 위치에 배치될 수 있게 가변시키며, 메인 톱(4311)이 피 가공 목재(P)를 절단시키는 과정에서 톱 어셈블리를 전진시키거나 후진시켜 가공이 진행될 수 있는 작용을 한다.

여기서 추가적으로 설치 가능한 보조 톱(4321)은 메인 톱(4311)의 정면에 메인 톱(4311)과 나란하게 배치되고, 날의 방향이 메인 톱(4311)과 반대로 형성되어 메인 톱(4311)이 피 가공 목재(P)의 절단을 진행하게 될 때 메인 톱(4311) 보다 앞서서 피 가공 목재(P)의 저면을 일정 깊이만큼 절단시켜 메인 톱(4311)의 톱날로 인한 목재의 가공 흔적이 피 가공 목재(P)의 저면으로 보기 흉하게 돌출되지 않게 만들 뿐만 아니라, 피 가공 목재(P)의 절단을 보다 용이하게 만드는 작용을 한다.

따라서 본 발명에 따른 자동 목재 재단 장치에 대한 필요한 가공 사이즈의 입력 후에 작동이 시작되면, 클램프(20)의 하강과, 톱 어셈블리의 상승과, 메인 톱(4311) 또는 메인 톱(4311)과 보조 톱(4321)의 전진이 동시에 이루어질 수 있다.

그리고 메인 톱(4311) 지지 모듈은 도 9 및 11a에 도시된 바와 같이 메인 톱(4311)을 단독으로 승강시키되, 메인 톱(4311)을 일정한 힘으로 지지함으로써, 메인 톱(4311)이 상기 수평이동모듈(미도시)로 인해 슬릿(미도시) 상부를 수평이동하면서 피 가공 목재(P)를 절단할 때, 피 가공 목재(P)로부터 일정한 힘 이상의 저항을 받으면 메인 톱(4311)이 슬릿 하부로 밀려 내려가면서 피 가공 목재(P) 저면과의 마찰력으로 공회전 되게 지지시킨다.

이하에서는 메인 톱(4311) 지지 모듈이 피 가공 목재(P)로부터 메인 톱(4311)이 과도한 저항을 받을 때 메인 모터의 손상이 방지될 수 있도록 구성 간의 유기적 상호작용이 어떤 원리로 일어나는지를 보다 구체적으로 설명한다.

도 9 내지 도 11a에 도시된 바와 같이 톱 어셈블리에는 메인 톱(4311)과 동축으로 연결되어 메인 톱(4311)을 회전시키는 메인 회전축(4312)과, 보조 톱(4321)과 동축으로 연결되어 보조 톱(4321)을 회전시키는 보조 회전축(미도시)이 설치된다.

또한 메인 톱(4311) 모터(미도시)는 모터 샤프트에 중심이 결합된 메인 모터 휠(411)이 설치되고 메인 모터 휠(411)과 메인 회전축(4312)의 일단에 설치된 메인 풀리 휠(4314)이 메인 풀리(421)로 연결됨으로써 서로 연동되어, 메인 모터 휠(411)의 회전에 따라 메인 회전축(4312)의 타 측에 중심이 결합된 메인 톱(4311)이 회전된다.

보조 톱(4321)을 회전시키는 보조 톱 모터(미도시)도 별도로 설치되어 보조 톱(4321)을 회전시킨다.

이때 메인 톱(4311)을 직접 회전시키는 메인 회전축(4312)의 양 단 사이에는 메인 회전축(4312)의 외주면을 감싸는 축 하우징(4313)이 설치되고, 축 하우징(4313) 내주면과 메인 회전축(4312) 외주면 사이에는 베어링(미도시)이 설치되어, 축 하우징(4313)은 회전되지 않고 고정된 상태로 메인 회전축(4312)이 자유롭게 회전될 수 있게 지지한다.

이때 메인 톱(4311) 지지 모듈은 축 하우징(4313) 하부에 설치되어 축 하우징(4313)을 승강시킴으로써, 메인 톱(4311)이 독립적으로 상승되거나 하강될 수 있게 구성된다.

구체적으로 메인 톱(4311) 지지 모듈은 도 11a에 도시된 바와 같이 축 하우징(4313) 하부에 접촉되어 축 하우징(4313)을 직접 승강시키는 승강판(441)과, 승강판(441) 저면에 설치되어 승강판(441)을 승강시킴으로써 축 하우징(4313)을 승강시키는 에어실린더(451)로 이루어진다.

이 경우 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 모터 박스(40) 내부에는 양 측에 수직 기둥 형상의 프레임(401)이 설치되고, 상기 승강판(441)을 회전 지지시키는 승강판 샤프트(442)와, 에어실린더(451)를 회전 지지시키는 실린더 샤프트(452)가 모두 메인 회전축(4312)과 서로 평행하게 수평으로 설치된다.

여기서 승강판(441) 저면에는 도 11a에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(453)와 연동되는 연동 암(443)이 돌출 형성되고, 피스톤 로드(453)의 말단과 연동 암(443)의 말단을 모두 수평으로 관통하여 연결시키는 연동 축(444)이 설치된다.

그리고 피스톤 로드(453)가 인출되면 연동 암(443)과 피스톤 로드(453)가 이루는 각이 증가하면서 승강판(441)이 상승하고, 피스톤 로드(453)가 후퇴하면 연동 암(443)과 피스톤 로드(453)가 이루는 각이 감소되면서 승강판(441)이 하강되게 구성될 수 있다.

이때 연동 암(443)은 도 11a에 도시된 바와 같이 전체적으로 승강판(441)과 평행하게 형성됨으로써, 승강판(441)의 상승 및 하강 거리가 최대가 될 수 있는 형상을 가질 수 있다.

또한 도시되진 않았지만 연동 암(443)과 피스톤 로드(453)의 말단 사이에는 연동 암(443)의 말단과 힌지 연결되는 관절 암(미도시)이 추가적으로 형성될 수 있다. 이때 관절 암(미도시)이 형성됨으로써, 승강판(441)과 피스톤 로드(453)의 연동 과정이 보다 부드럽게 이루어질 수 있다.

이와 같이 구성됨으로써, 본 발명에 따른 자동 목재 재단 장치는 메인 톱(4311)이 피 가공 목재(P)를 절단하면서 전진하는 과정에서 피 가공 목재(P)의 재질이 밀도가 높은 목재로 형성되거나 또는 피 가공 목재(P)의 두께가 너무 두꺼워서, 메인 톱(4311)의 회전이 정지될 경우, 도 11a 내지 도 11c 피스톤 로드(453)가 에어실린더(451)로 삽입되면서 연동 암(443)과 피스톤 로드(453)가 이루는 각이 작아지면서 승강판(441) 및 승강판(441)으로 저면이 지지되는 축 하우징(4313)이 하강하고, 이때 바로 메인 톱(4311)과 동축으로 연결되는 메인 풀리 휠(4314)과, 메인 모터 휠(411) 간의 거리가 가까워지게 되어 메인 풀리(421)의 장력이 소멸된다.

이처럼 메인 풀리 휠(4314)과 메인 모터 휠(411)을 연동시키던 메인 풀리(421)의 장력이 소멸되면, 메인 풀리 휠(4314)과 메인 모터 휠(411) 간의 운동 전달이 차단되면서 메인 모터의 회전축의 공회전이 가능하게 되어 모터의 손상이 방지되고, 메인 톱(4311)은 자유 회전이 가능한 상태가 되므로, 피 가공 목재(P)의 저면을 따라 자동차 바퀴가 굴러가듯이 피 가공 목재(P) 저면과의 마찰로 인해 피동적으로 회전하게 된다.

따라서 여기서 중요한 조건은 첫째로 피스톤 로드(453)가 에어실린더(451) 내부로 삽입될 수 있는 일정한 힘이 에어실린더(451)에 설정되어야 하는 점과, 둘째로, 피스톤 로드(453)가 에어실린더(451) 내부로 삽입되면서 최종적으로 메인 회전축(4312)이 하강되면 메인 회전축(4312)과 메인 모터 휠(411) 사이의 거리가 감소된다는 점이다.

첫째 조건인 피스톤 로드(453)가 에어실린더(451) 내부로 삽입되게 만드는 '일정한 힘'은 바로 메인 톱(4311)이 피 가공 목재(P)를 자르면서 전진하지 못하고 정지되는 상황에서 발생되는 저항력이다. 여기서 상기 '일정한 힘'은 메인 모터 휠(411)이 정지되는 순간의 회전 토크를 측정함으로써 설정될 수 있다.

그리고 둘째 조건인 메인 회전축(4312)과 메인 모터 휠(411) 사이의 거리 감소는 메인 모터 휠(411)과 메인 회전축(4312), 즉 메인 풀리 휠(4314) 중심 간의 직선거리의 감소를 말한다.

메인 톱(4311)과 메인 회전축(4312)이 하강될 때 메인 회전축(4312)과 메인 모터 휠(411)의 거리가 감소되기 위한 변수는 메인 회전축(4312) 하부를 지지함으로써 메인 회전축(4312)과 함께 가변되는 승강판(441)의 회전 중심인 승강판 샤프트(442)의 중심의 위치이다.

메인 톱(4311)이 하강될 때 메인 회전축(4312)이 이동하는 궤적은 도 12 및 도 13에 도시된 원호 형상을 이룬다.

메인 톱(4311)이 회전되며 피 가공 목재(P)를 절단하는 시점에서의 메인 모터 휠(411)의 중심과 메인 풀리 휠(4314)의 중심 간의 거리는 승강판 샤프트(442)를 중심으로 두 부분으로 나누어질 수 있다.

도 12의 상부에 도시된 바와 같이 메인 톱(4311)의 재단 작업 중의 메인 모터 휠(411) 중심과 승강판 샤프트(442) 중심 간의 거리를 A라 두고 승강판 샤프트(442) 중심과 메인 풀리 휠(4314) 중심 간의 거리를 B라고 두며, 도 12의 하부에 도시된 바와 같이 메인 톱(4311)이 하강될 때 메인 모터 휠(411) 중심과 승강판 샤프트(442) 중심 간의 거리를 A-1이라 두고 승강판 샤프트(442) 중심과 메인 풀리 휠(4314) 중심 간의 거리를 B-1이라고 두기로 한다.

여기서 A 및 A-1과 B 및 B-1을 서로 비교하면, A와 A-1의 경우에는 메인 모터 휠(411) 중심 위치는 이동되지 않고 동일하여 삼각함수에 의하여 A에 비해 A-1의 길이가 확실하게 감소되는 것을 알 수 있다.

그러나 B와 B-1의 경우에는 B-1의 길이의 시점과 종점이 B와는 모두 다르므로 직관적으로 B-1이 감소된다고 보기 힘든 면이 있다.

따라서 보다 판단이 용이하게 될 수 있도록 도 13을 참조한다면, 메인 풀리 휠(4314)의 중심이 이동함에 따라 전체적으로 메인 모터 휠(411) 중심과 메인 풀리 휠(4314) 중심 간의 거리가 더 가까워짐을 알 수 있다.

다만, 메인 모터 휠(411) 중심의 위치에 따라서는 다른 결과가 나올 수도 있다. 예를 들어 승강판 샤프트(442) 중심을 기준으로 하는 가상의 XY 평면이 그려질 경우 메인 모터 휠(411) 중심 위치가 4/4분면에 위치한다면 오히려 메인 풀리 휠(4314)이 하강됨으로써 메인 모터 휠(411) 중심과 메인 풀리 휠(4314) 중심 사이의 거리는 더 증가될 것이다.

그러므로 이 경우 중요한 것은 메인 풀리 휠(4314)이 하강될 경우 메인 모터 휠(411) 중심과 메인 풀리 휠(4314) 중심의 거리가 메인 풀리(421) 장력이 소멸될 수 있도록 가까워질 수 있게 배치되는 것이다. 이러한 점은 모터박스(40) 및 톱 어셈블리의 제작 과정에서 고려될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

P : 피 가공 목재 10 : 테이블
11 : 가이드 롤 12 : 목재 부양 홀
20 : 클램프 21 : 클램프 승강기 실린더
22 : 클램프 바 23 : 클램프 바 지지 프레임
24 : 긴급 제어 패널 25 : 안전 센서
30 : 조깃대 31 : 조깃대 승강 실린더
32 : 승강 실린더 지지 관절 33 : 가이드 봉
34-1 : 활주대 34-2 : 조깃대 현수 바
35 : 가이드 봉 지지대 36 : 고정 연결 바
40 : 모터박스 50 : 자동 재단 모듈
51 : 하부 가이드 52 : 가변 판
53 : 견인 클립 54 : 서보 모터
55 : 구동 샤프트 56 : 피니언 기어
57 : 랙 기어 58 : 베어링 지지대
59 : 하부 레일 60 : 자동 모듈 프레임
61 : 가변판 안내 레일 70 : 터치 패널
80 : 수동 제어 패널 401 : 프레임
411 : 메인 모터 휠 412 : 보조 모터 휠
411-1 : 메인 모터 휠 중심 421 : 메인 풀리
422 : 보조 풀리 4311 : 메인 톱
4312 : 메인 회전축 4313 : 축 하우징
4314 : 메인 풀리 휠 4314-1 : 메인 풀리 휠 중심
4321 : 보조 톱 441 : 승강판
442 : 승강판 샤프트 442-1 : 승강판 샤프트 중심
443 : 연동 암 444 : 연동 축
451 : 에어실린더 452 : 실린더 샤프트
453 : 피스톤 로드 531 : 고정 브라켓
532 : 공압 실린더 533 : 출입 피스톤
534 : 연동 암 535 : 집게 발
536 : 공압 공급 유닛

Claims (8)

1. 슬릿이 길게 형성되는 테이블(10)과, 메인 톱(4311)과, 메인 톱(4311)을 슬릿으로 돌출 또는 하강시키는 승강기구와, 슬릿을 따라 메인 톱(4311)을 전진 또는 후진시키는 수평이동기구로 이루어지는 수동 재단 모듈과;
   목재를 슬릿의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 전진 또는 후진시키는 목재 견인 기구와, 목재 견인 기구를 상기 승강기구 및 수평이동기구와 연동시키는 제어기와, 목재 재단 수치 및 수량을 입력받아 제어기로 전달하는 터치 패널(70)로 이루어지는 자동 재단 모듈(50); 및,
   상기 수동 재단 모듈에 설치되어 목재 견인 기구의 가변을 안내하는 자동 모듈 프레임(60); 으로 구성됨으로써, 일정한 치수만큼 목재 견인 기구가 전진한 뒤 메인 톱(4311)이 목재를 절단하는 과정이 터치 패널(70)에 입력된 치수와 횟수만큼 반복되어, 서로 다른 사이즈를 가지는 목재가 목표 수량만큼 전자동으로 배출되며,
   상기 수동 재단 모듈은,
   슬릿이 형성된 테이블(10)과,
   슬릿 상부에 길게 형성되며, 슬릿을 향하여 승강되는 클램프(20)와,
   슬릿의 측면에 슬릿과 평행하게 길게 형성되며, 슬릿과의 거리가 가변되게 설치되는 하나 이상의 조깃대(30)와,
   메인 톱(4311)과, 메인 톱(4311) 모터로 이루어지는 톱 어셈블리와,
   상기 톱 어셈블리가 내장되는 모터박스(40)와,
   메인 톱(4311) 상부를 슬릿 상단으로 돌출시키는 상기 승강기구와,
   톱 어셈블리를 슬릿을 따라 수평 이동시키는 톱 어셈블리 수평이동모듈; 및,
   상기 메인 톱(4311)을 단독으로 승강시키되, 메인 톱(4311)을 일정한 힘으로 지지시킴으로써, 메인 톱(4311)이 상기 수평이동모듈로 인해 슬릿 상부를 수평이동하면서 목재를 절단할 때, 목재로부터 일정한 힘 이상의 저항을 받으면 메인 톱(4311)이 슬릿 하부로 밀려 내려가면서 목재 저면과의 마찰력으로 공회전 되게 지지시키는 메인 톱(4311) 지지 모듈,
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 및 수동 겸용 목재 재단 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 터치 패널(70)에는 자동 재단 모듈(50)에 제어 명령을 입력시킬 수 있는 터치 메뉴가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 및 수동 겸용 목재 재단 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 목재 견인 기구는 목재의 단부를 파지하는 견인 클립(53)과, 견인 클립(53)이 안착되며 슬릿 방향으로 전진하거나 후퇴하는 가변 판(52)과, 가변 판(52)에 회전 가능하게 설치되며 슬릿에 평행하게 배치되는 구동 샤프트(55)와, 구동 샤프트(55) 양 단에 설치되는 피니언 기어(56)와 자동 모듈 프레임(60)에 설치되는 랙 기어(57)로 이루어지는 가이드부재 및, 상기 제어기와 연결되어 상기 제어기의 명령에 따라 구동 샤프트(55)를 회전시키는 서보 모터(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 및 수동 겸용 목재 재단 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 견인 클립(53)은 목재를 파지하는 집게발(535)이 슬릿을 향하게 배치되고, 복수개의 견인 클립(53)이 슬릿 길이 방향에 평행하게 병렬로 배치되며, 공압 공급 유닛(536)으로 동시에 구동됨으로써, 피 가공 목재(P)를 동시에 파지하거나 해제하는 것을 특징으로 하는 자동 및 수동 겸용 목재 재단 시스템.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 톱 어셈블리에는 메인 톱(4311)과 함께 회전되는 메인 회전축(4312)이 설치되고,
   메인 톱(4311) 모터에는 메인 톱(4311) 모터로 회전 구동되는 메인 모터 휠(411)이 설치되며,
   메인 모터 휠(411)과 메인 회전축(4312)은 메인 풀리(421)로 연결되어 연동 회전되고,
   상기 일정한 힘 이상의 저항을 목재로부터 받음으로써, 메인 톱(4311)이 슬릿 하부로 밀려 내려가면서 메인 모터 휠(411)과 메인 회전축(4312) 간의 거리가 감소되면, 메인 풀리(421)의 장력이 소멸되면서 메인 회전축(4312)과 메인 모터 휠(411) 간의 회전운동 전달이 단절되는 것을 특징으로 하는 자동 및 수동 겸용 목재 재단 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 메인 회전축(4312)에는 메인 회전축(4312) 양단 사이에서 메인 회전축(4312)을 감싸는 축 하우징(4313)이 설치되고, 축 하우징(4313)의 내주면과 메인 회전축(4312)의 외주면 사이에는 베어링이 설치되어, 축 하우징(4313)이 고정된 상태에서 메인 회전축(4312)의 자유 회전이 가능하게 배치되며,
   메인 풀리(421)는 축 하우징(4313)의 일단으로부터 돌출되어 노출된 메인 회전축(4312)의 일 측에 감기고,
   메인 톱(4311)은 축 하우징(4313)의 타단으로부터 돌출되어 노출된 메인 회전축(4312)의 타 측에 설치되어 메인 회전축(4312)과 함께 회전되며,
   상기 메인 톱(4311) 지지 모듈은 상기 축 하우징(4313) 하부에 설치되어 축 하우징(4313)을 공기압 또는 유압으로 일정한 힘으로 밀어 올려 지지시키는 것을 특징으로 하는 자동 및 수동 겸용 목재 재단 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 메인 톱(4311) 지지 모듈은 축 하우징(4313) 저면에 접촉되는 승강판(441)과, 승강판(441) 저면에 설치되어 승강판(441)을 승강시키는 에어실린더(451)로 이루어지고,
   상기 모터 박스 내부에는 양 측에 수직 기둥 형상의 프레임(401)이 설치되고, 상기 승강판(441)을 회전 지지시키는 승강판 샤프트(442)와, 에어실린더(451)를 회전 지지시키는 실린더 샤프트(452)가 모두 메인 회전축(4312)과 서로 평행하게 수평으로 설치되며,
   에어실린더(451)에서 인출 또는 후퇴 되는 피스톤 로드(453)가 승강판(441) 저면을 상기 일정한 힘으로 지지시키는 것을 특징으로 하는 자동 및 수동 겸용 목재 재단 시스템.

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